JPH01432A - 半導体圧力変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリコン製のダイヤフラム状部材の片面に半
導体歪ゲージを形成したシリコンチップを用いた半導体
圧力変換器すなわち圧力センサに関するものである。

〔従来の技術〕

第２図はこの種半導体圧力変換器の従来例を示す断面図
である。

１はシリコンチップである。上記シリコンチップと等し
い熱膨脹係数を有する材料で構成された短筒状の台座２
の上に、シリコンチップ１が気密に固着されている。

上記の台座２は金属台６」二に設置され、該金属台６を
貫通し、ハーメチックモールガラスを介してリードピン
４が支承されている。

金属台３はシリコンチップ１の下面側に圧力を連通ずる
役目を持つ部材である。

前記リードピン４とシリコンチップ１とは（詳しくは、
該シリコンチップ１の上面に設けられているシリコン歪
ゲージとリードピン４とは）、金属細線７を介して接続
、導通されている。

金属台６上に設置された台座２およびシリコンチップ１
を儂ってキャップ８が取りつけられ、このキャップ８に
よって基準圧力室Ｓが形成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来技術（第２図）においては、金属線ＩＩＡ７
の長さをなるべく短かくするため、リードピン４の突出
長さ寸法りは台座２の高さ寸法りとほぼ等しくしなけれ
ばならない。

ところが、リードピン４の突出長を寸法りが大きいと、
その共振周波数が低くなるので、金属細線７をリードピ
ン４に超音波で接続（熱圧着）する際の共振を避けるた
め、その太さ寸法を０．８φ程度にしなければならない
、リードピン４を太くすると該リードピン４を曲げ加工
する際にハーメチックシールガラス５を破損させる虞れ
が大きくなる。

リードピンを太くせずに共振周波数を高くするための技
術として、特開昭５８−１０３６３７号が公知である。

この発明は、リードピン突出部の基端付近を剛性部材内
に埋設した形になっている。これによってリードピンの
共振に関する問題は回避されるが、なお次のような不具
合が有る。

すなわち、取付面からキャップ８の頂面までの高さ寸法
Ｉ］が、少なくとも台座２の高さ１法りよりも大きく、
当該半導体圧力変換器のコンパクト化を妨げている。

上記キャップ８歳の高さ寸法Ｈを低くするための技術と
して特開昭５５−１３７５６が公知である。

この公知技術は、これを第２図に当てはめて説明すると
、シリコンチップ１を支承している台座２と、測定圧力
を導入する連通路を設けた金属台３とを共通一体の部材
とした構成である。これによってキャップ８の高さ寸法
Ｈを減少させることは出来るが、この公知技術を第２図
に当てはめて説明するとキャップ８を固着している金属
台（第２図の６に相当）に対して、シリコンチップ１を
取りつけている部材（第２図において台座２．金属台３
とを一体化した部材）が貫通固着された形となるので、
双方の部材の接合部に加わる接合時の残留応力の問題及
び、金属台と台座との材質の違いによる熱膨張率の差か
ら発生する熱応力などがダイヤフラムに受圧以外の応力
を加える等の問題があった。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、これを第
２図に当てはめて説明すると、（ｉ）リードピン４の突
出寸法りを短縮して、共振の問題を生じることなく該リ
ードピン４の細線化を可能ならしめるとともに。

（ｉｔ）残留応力や熱膨張差の問題を生じることなくキ
ャップ８の高さ寸法Ｈを短縮してコンパクト化を図り得
る。半導体圧力変換器を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために創作した本発明は、（イ）
絶縁部材を介してリードピンを支承するとともに測定圧
力を導入する連通路を備えた金属台と、（ロ）上記金属
台に設置されてシリコンチップを支承する台座と、（ハ
）上記シリコンチップを囲んで金属台に固着されたキャ
ップとを備え、かつ、（ニ）前記の台座はシリコンキャ
ップと等しい熱膨脹係数を有するとともに圧力導入用を
透孔を有する管状部材である半導体圧力変換器に適用さ
れ、（ホ）前記金属台に台座を収納し得る四部を設け、
金属台の頂面と台座の頂面とを同一平面に揃えたもので
ある。

ただし、本発明において金属台の頂面と台座の頂面とを
同一平面に揃えるとは、幾何学的に厳密に同一平面に揃
えることに限られるものではなく台座２の高さ寸法りの
数分の一程度の誤差を許容してほぼ揃える意である。

〔作用〕

上記のよつに構成すると１台座２の高さ寸法Ｈの大半が
金属台３内に埋めこまれた形（偵面を露出して側面は凹
部の壁面に対向離間している）となるので、リードピン
４の突出寸法り、及び、キャップ８の高さ寸法１１が格
段に短縮される。

〔実施例〕

第１図は本発明の１実施例を示す断面図である。

この実施例は第２図に示した従来例に本発明を適用した
ものであって、第２図と同一の図面参照番号を付したも
のは前記の従来例におけると同様乃至は類似の構成部分
を示している。

金属台３′は前記従来例の金属台３に対応する部材であ
るが、本例の金属台３′はその頂面に四部３ａを設けて
いる。

上記の凹部３，１台座２の高さ寸法と同じ深さを有し、
該台座２に対して空隙ｇを介して遊嵌するように設定し
である。

本例の台座２は、シリコン又は硼硅酸ガラス（例えばパ
イレックス＃７７４０）で構成してあり、シリコンチッ
プ１を軟ろう材又はアノ−デイックボンディングで接合
しである。

台座２と金属台３′とは軟ろう材で接続する。

シリコンチップ１とリードピン４とを、金属の金属細線
壌社で接続した後、キャップ８′を金属台６（鉄製）に
溶接する。

本実施例（第１図）によれば、キャップ８′の高さ寸法
Ｈ’　を従来例（第２図）の高さ寸法■（に比して著し
く低くすることが出来る。また、リードピン４′の突出
寸法も著しく短縮でき、共振に関するトラブルを生じる
虞れが無くなる。

第３図は上記と異なる実施例を示し、金属台３′に、Ｏ
リング（仮想線１２で示す）装着用の段付部３ａを設け
である。本例によれば○リングシールを併用して、当該
圧力変換の外部回路が汚損されないように保護する際に
好適である。

第４図及び第５図は、第２３図に示した実施例の半導体
圧力変換器を、圧力導入管９ａを備えたハウジング９内
に設置した状態の説明図である。

該ハウジング９には、増幅回路及び温度補償回路を含ん
だ厚膜混成回路基板１０が接着剤１１で固定されている
。半導体圧力変換器の金属台３の溝加工部にＯリング１
２をはめリードピン４をハウジングのリードピン受は用
溝１４に入るように曲げた後、その半導体圧力変換器を
ハウジングの被測定圧導入管の延長上に形成された金属
台３と同寸法の内径をもつ四部に挿入し、接続着剤１３
で金属台６とハウジング９とを接合する。曲げられたリ
ードピン４の先端部は厚膜混成回路基板上に軟ろう材等
で接合されたウェルディングパット１５へ溶接により接
合し、電気的接合を得る。本実施例によれば、半導体圧
力変換器をハウジング９に実装時に、リードピン４細線
化による厚膜混成回路基板１０との接続の作業性及び信
頼性の向上、並びに、キャップ薄型化によるハウジング
の薄型化が得られるという効果がある。本実施例の他に
図示を省略するが、第３図に示した半導体圧力変換器を
プリント基板にスペーサを介して執ろう材で接合した構
造においても、ハウジングの薄型化が図れる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように１本発明の半導体圧力変換器を適用
すると、キャップの薄形化が可能となって圧力変換器を
コンパクトに構成し得る上に、リードピンの細線化が可
能となり、リードピンの細線化によって該リードピン封
止部の応力が軽減され耐久性、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体圧力変換回路の一実施例を示す
断面図、第２図は従来例の断面図である。 第３図は上記と異なる実施例の断面図である。 第４図及び第５図は第３図の実施例の使用状態を描いた
説明図である。 １・・・シリコンチップ、２・・台座、３．３’　３’
・・金属台、４．４′・・・リードピン、５・・・ハー
メチックシールガラス、６・・・金属台、７・・金属細
線、８・・・キャップ、９・・・ハウジング、１０・・
厚膜混成回路基板、１１・・・接着剤、１２・・・Ｏリ
ング、１３・・・接着剤５１４・・・リードピン受は用
溝、１５・・・ウェルディングパッド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（イ）絶縁部材を介してリードピンを支承するとと
   もに、測定圧力を導入する連通路を備えた金属台と、（
   ロ）上記金属台に設置されてシリコンチップを支承する
   台座と、（ハ）上記シリコンチップを囲んで金属台に固
   着されたキャップとを備え、かつ、（ニ）前記台座はシ
   リコンチップと等しい熱膨脹係数を有するとともに圧力
   導入用の透孔を有する管状部材である半導体圧力変換器
   において、（ホ）前記の金属台に台座を収納し得る凹部
   を設け、金属台の頂面と台座の頂面とを同一平面に揃え
   たことを特徴とする半導体圧力変換器。 ２、前記の台座と金属台とは、軟ろう材、レーザ溶接及
   び加締の少なくとも何れか一つによつて接合固着したも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の半導体圧力変換器。